煤氣化技術(shù)的發(fā)展與應用

遼寧化工Vo1.41 ,第42拳基胥期Liaoning Chemical IndustryFebruary;, 2012煤氣化技術(shù)的發(fā)展與應用許華，趙德勝，于曉秋，陳元際(黑化集團股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾161041 )要:綜述了煤氣化技術(shù)的現狀及發(fā)展趨勢，對煤氣化技術(shù)的原理進(jìn)行了闡述，概括介紹了固定床、流化床和氣流床三種不同煤氣化技術(shù)的特點(diǎn)，并對魯奇爐、德士古爐、殼牌爐、恩德?tīng)t等幾種常用氣化爐的性能做了比較，重點(diǎn)介紹了恩德粉煤氣化爐的發(fā)展歷史、特點(diǎn)及應用現狀，認為恩德粉煤氣化技術(shù)具有自己獨特的優(yōu)勢，是國內實(shí)力比較薄弱的合成氨企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造的適宜技術(shù)。關(guān)鍵詞:恩德?tīng)t;粉煤氣化;有效氣含量中圖分類(lèi)號: TQ 541文獻標識碼: A文章編號: 1004-0935 (2012) 02- -0181-03我國合成氨與甲醇工業(yè)經(jīng)歷多年的發(fā)展，目前響極為重要。氣化用煤的性質(zhì)主要包括煤的反應性、采用的原料有煤、天然氣、重油等多種。煤在國內粘結性、結渣性、熱穩定性、機械強度、粒度組成合成氨和甲醇工業(yè)原料中占據主導地位。張東亮"以及水分、灰分和硫分含量等。周夏"等認為我國煤氣化工藝的發(fā)展方向應根據具2煤氣化技術(shù)的分類(lèi)和衡量氣化爐的體煤種特征、煤氣用途、資金狀況和建設規模以及性能指標環(huán)保要求等方面進(jìn)行細致分析和綜合考慮來(lái)選擇適2.1 煤氣化技術(shù)的分類(lèi)宜的氣化工藝,并遵循如下選擇原則:①煤適應性要寬，對粒度、灰熔融性溫度等限目前技術(shù)相對成熟、已經(jīng)被廣泛采用的煤氣化工藝主要有固定床、流化床和氣流床3種):制不應太嚴;②氣化效率(含碳轉化率、有效氣含量、冷煤氣①固定床(移動(dòng)床):常見(jiàn)有間歇式氣化( UCI)和連續式氣化(魯奇Lungi) 2種。效率)要高，氧煤?jiǎn)魏囊?②流化床(沸騰床):常見(jiàn)有溫克勒( Winkler )、③零污染或低污染;④氣化強度要高，能達到裝置大型化、過(guò)程自灰熔聚(U-Gas、AFB)、 循環(huán)流化床(CFB)等。③氣流床:典型工藝有Texaco水煤漿氣化”、Shell動(dòng)化的要求。干粉煤氣化”和GSP加壓氣流床”氣化。1煤氣化的基本 概念和氣化原理2.2衡氣化爐性能的指標煤炭氣化過(guò)程發(fā)生的反應包括煤的熱解、氣化衡量氣化爐性能的技術(shù)指標包括煤種適應性、和燃燒反應。煤的熱解是指煤從固相變?yōu)闅?、固、負荷適應性、單臺爐的容量(日處理量或年處理量)、液三相產(chǎn)物的過(guò)程,熱解析出的揮發(fā)分包括煤焦油、煤氣含塵量、煤氣中有害物質(zhì)的可去除性、氣化爐由、酚和某些氣相碳氫化合物;析出揮發(fā)分后的固關(guān)鍵部件壽命等等。此外，能量指標也是衡量氣化定碳與氣化劑發(fā)生反應生成CO、CO2和CH2等氣體;爐性能的重要指標，主要包括:碳轉化率、冷煤氣同時(shí)，揮發(fā)分與氧之間還會(huì )發(fā)生反應，最終形成粗效率、熱煤氣效率、能量轉化效率等。煤氣。煤的氣化和燃燒反應包括兩種反應類(lèi)型，即3各種氣化工藝的比較”非均相氣-固反應和均相的氣相反應。不同的氣化工藝對原料的性質(zhì)要求不同，因此3.1各種氣化工藝對煤質(zhì)的要求在選擇煤氣化工藝時(shí)，考慮氣化用煤的特性及其影中國煤化工見(jiàn)表1。MYHCNMHG收稿日期: 2011-12-26作者簡(jiǎn)介:許華 (1974-),女，工程師，黑龍江五大連池人，1996年畢業(yè)于齊齊哈爾輕工學(xué)院精細化工專(zhuān)業(yè)，研究方向:化工企業(yè)化工工藝。E-mail: xuhual 99021 4@1 63.comn.182遼寧化工2012年2月表1各種氣化工 藝對煤質(zhì)的要求項目TexacoShell .U-GasLurgiUGIEnde煤種長(cháng)焰煤、氣煤各種煤種褐煤、 煙煤、無(wú)煙煤褐煤、 弱粘性的煙煤無(wú)煙煤、 焦炭褐煤、 長(cháng)焰煤、不粘煤、弱性煤粒徑/mm≤0.1 .0~66~50 .25~80 .0~ 10灰熔點(diǎn)/C≤I 35(1 450-1 550≥1200≥1000≥1250粘結性高粘結性可使用弱粘性煤低粘結性水分，%水煤漿依度60-65≤20≤38無(wú)限制8~12.灰分，%<25≤20揮發(fā)分，% .2:無(wú)要求130~ 32總硫<3.2幾種氣化工藝的技術(shù)指標比較氣化工藝的技術(shù)指標比較見(jiàn)表2。表2幾種氣化工藝的技術(shù)指標比較ShellU氣化壓力/MPa2.6-8.52.0~4.00.08-0.53.00.04氣化溫度/C .1 300- 14001400- I 6001 000~ 1 0501200-1 500900~1 000950-1 000單爐處理煤的能力M(rd"' )500-7502 000300- 500600s0~ 10050氧氣用量(m"'km' CO)+H2400-420310- 320300~ 320270~ 300300~ 350灰中含碳量，%)53~525-30≤I0蒸汽分解率，%7537.540-6038碳轉化率，%98)99160~6589.663.3幾種氣化工藝的操作特性比較氣化工藝的操作特性比較見(jiàn)表3。表3_ 幾種氣化工藝的操作特性比較U-CGasGI床型/技術(shù)層次氣流床第二代流化床移動(dòng)床第一代移動(dòng)床第一代流化床進(jìn)煤系統煤漿進(jìn)煤氟氣輸送干碎煤鎖斗間斷加入間歇千塊螺旋加煤機蒸汽霄量(kgkm' C0+HI)不需要少量蒸汽5203.1 MPa、400 C燕汽作氣化劑300 ~ 320co, %40.260.243.2124.63232-34H2, %37.223.634.8739.81434-37COn. %1.2.07.817-19CH4s0x 10*< 100x 10*1%- 2%8.7%1.0%2-45N+Ar, %0.7.0.71.211-13有效氣，%77.4>83.6864.47665 -70凈熱效率，%68~7094~99.7643.5幾種氣化爐的投資比較幾種氣化爐的投資比較見(jiàn)表4。表4幾種氣化種氣化爐 的投資比較投資/萬(wàn)元裝置產(chǎn)能/(kran)氣化部分備煤及附屬部分空分裝置水處理及配套合計恩德?tīng)t23403 500~ 4000007040- 1 640灰聚熔1 2005003 500- 40005700- 6200德士古s015 500殼牌1240011000中國煤化工47 420DHCNMHG3.4幾種氣化爐的投資比較幾個(gè)氣化的僅頁(yè)比我見(jiàn)衣5。第41卷第2期許華，等:煤氣化技術(shù)的發(fā)展與應用183表5幾種氣化爐的投資比較5結束語(yǔ)噸氨消耗恩德?tīng)t灰融聚 德士古 殼牌隨著(zhù)人類(lèi)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，煤的氣化技術(shù)也原料煤kg2 640150017111457富氧空氣(折標)/m' 13576071 122926得到了長(cháng)足的發(fā)展，恩德?tīng)t粉煤氣化技術(shù)以其適用蒸汽Akg853.5033原料煤范圍寬，價(jià)格便宜、操作控制過(guò)程簡(jiǎn)單、投182.620.1資少見(jiàn)效快等優(yōu)勢,軟水/m’1.541.60新鮮水/m’.27在眾多的煤氣化技術(shù)中獨樹(shù)一幟，為經(jīng)濟實(shí)力碳轉化率, %89~91 .895~96 98-99不足的企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造提供了-種選擇。尤其是有效成分(CO+H), % 65~70>68 78-82 .恩德?tīng)t在長(cháng)山化肥集團公司、黑化集團公司、安徽灰渣含碳，% .<10